KWAS ELAGOWY: BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI, POZYSKIWANIE, LOKALIZACJA, ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2026

Kwas elagowy to tetracykliczny związek organiczny, którego wzór chemiczny jest C ₁₄ H ₆ O ₈ . Jest to polifenol, będący dimerem kwasu galusowego. Znany jest również jako kwas benzoesowy. Jest kremową lub żółtą krystaliczną substancją stałą, bardzo odporną na temperaturę. Jest słabym kwasem, bardzo słabo rozpuszczalnym w wodzie, ale rozpuszczalnym w środowisku zasadowym lub alkalicznym.

Występuje w królestwie warzyw zawartym w różnych owocach, takich jak granat, winogrona, orzechy oraz w napojach, takich jak wino i herbata. Jest bogaty w drewno i szczątki drzewne.

Granaty, owoce bogate w kwas elagowy. Autorzy: Peggy und Marco Lachmann-Anke. Źródło: Pixabay.

Posiada kilka ważnych właściwości biologicznych: przeciwutleniające, przeciwzapalne, przeciwnowotworowe, antymutagenne, działa ochronnie na wątrobę i obniża poziom tłuszczów w osoczu krwi. Działa ochronnie na neurony i sprzyja wytwarzaniu insuliny.

Działa synergistycznie z innymi naturalnymi polifenolami. Z tego powodu cały owoc granatu jest znacznie skuteczniejszy jako przeciwutleniacz i przeciwnowotworowy niż sam kwas elagowy.

Chociaż nie jest łatwo wchłaniany przez ludzkie jelita, jego pochodne związki lub metabolity również wykazują właściwości przeciwutleniające.

Struktura

Kwas elagowy ma cztery połączone ze sobą struktury cykliczne. Ma również cztery grupy fenolowe -OH i dwie struktury podobne do laktonów.

Struktura cząsteczki kwasu elagowego, w której obserwuje się grupy fenolowe i laktonowe. Autor: Yikrazuul. Źródło: opracowanie własne. Źródło: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Kwas elagowy.

- kwas benzoesowy.

- Kwas 4,4 ', 5,5', 6,6'-heksahydroksydifenowy-2,6,2 ', 6'-dilaktonowy.

Nieruchomości

Stan fizyczny

Kremowe lub żółte ciało stałe krystalizujące w kształcie igieł.

Waga molekularna

302,19 g / mol.

Temperatura topnienia

Powyżej 360 ºC (jest wysoce termostabilny).

Gęstość

1,667 g / cm ³ w temperaturze 18 ° C

Rozpuszczalność

Słabo rozpuszczalny w wodzie: mniej niż 1 mg / ml w 21 ºC. Mniej niż 10 mg / ml przy pH 7,4. Słabo rozpuszczalny w alkoholu etylowym.

Rozpuszczalny w środowisku zasadowym i pirydynie. Praktycznie nierozpuszczalny w eterze etylowym.

Stałe dysocjacji

Ma cztery fenolowe grupy -OH. Oto tendencja do odłączania się od każdego z nich:

pK _a1 = 6,69; pKi _a2 = 7,45; pK _a3 = 9,61; pK _a4 = 11,50.

Właściwości chemiczne

Jest słabym kwasem, który jonizuje przy fizjologicznym pH.

Ma cztery pierścienie, które reprezentują lipofilową lub hydrofobową część cząsteczki. Ma cztery grupy fenolowe i dwie grupy laktonowe, które są częścią hydrofilową lub związaną z wodą.

Uzyskanie w laboratorium

W laboratorium niektórzy badacze przeprowadzili syntezę kwasu elagowego, zaczynając od galusanu metylu poprzez sprzęganie oksydacyjne, poprzez tworzenie α-pentagaloiloglukozy.

Lokalizacja w przyrodzie

Kwas elagowy jest bardzo powszechnym związkiem występującym w roślinach. Jest bardzo bogaty w owoce takie jak granat, jagody, truskawki, maliny, jeżyny, winogrona, persymona, brzoskwinia, śliwka, orzechy włoskie, migdały oraz w napoje takie jak wino i herbata.

Owoce zawierające kwas elagowy. Autor: Andreas N. Źródło: Pixabay.

W winogronach jest bardziej obfity w skórce owocu niż w miąższu i jest bardziej obfity w miąższu niż w soku. Im bardziej dojrzewają winogrona, tym wyższa jest zawartość kwasu elagowego.

Występuje w postaci wolnej lub częściej w postaci sprzężonej z glikozydami (takimi jak ksyloza i glukoza) lub jako część elagitanin (cząsteczki polimerowe).

Poszczególne odmiany herbat są znaczącym źródłem kwasu elagowego w postaci elagitanin.

Napar z herbaty, napój zawierający kwas elagowy. Autor: Dungthuyvunguyen. Źródło: Pixabay.

Ellagitaniny to bioaktywne polifenole, które nie są wchłaniane w stanie nienaruszonym przez ludzkie jelita, ale mogą być hydrolizowane do kwasu elagowego przez florę żołądkowo-jelitową okrężnicy.

Wszystkie gatunki drewna zawierają kwas elagowy, który jest jedną z przyczyn antyoksydacyjnego działania spirytusów leżakowanych lub leżakowanych w drewnianych beczkach. Obficie występuje w whisky.

Resztki drzewne, takie jak trociny lub wióry drzewne, są bogatym, naturalnym źródłem kwasu elagowego.

Zastosowania w medycynie

Uważany jest za związek o kilku działaniach biologicznych: przeciwnowotworowych, przeciwutleniających, antymutagennych, przeciwzapalnych i kardioprotekcyjnych.

Hamuje rozwój mikroorganizmów, ponieważ sekwestruje jony metali, które są kluczowe dla metabolizmu i wzrostu drobnoustrojów. Działa jako wymiatacz wolnych rodników i przeciwwirusowy.

Uważa się, że może mieć potencjał w zapobieganiu niektórym chorobom przewlekłym. Dodatkowo hamuje powstawanie zmarszczek wywołanych promieniami UV.

Jest tak dobrym przeciwutleniaczem, że niewielkie ilości kwasu elagowego nakłada się na skórę podczas operacji plastycznych, aby zapobiec martwicy.

Jest stymulatorem funkcji immunologicznych, a jego łączne podawanie jest proponowane w chemioterapii chorych na raka prostaty.

Działa antyproliferacyjnie na raka skóry, przełyku i okrężnicy, spowalnia cykl komórkowy i indukuje apoptozę komórek złośliwych. Działa w różnych reakcjach utrzymania DNA, zapobiegając niestabilności genomu, która w przeciwnym razie prowadzi do raka.

Ochrona wątroby

Działa antyhepatotoksycznie, antystatycznie, antykolestatycznie, przeciwfibrogennie, przeciwwirusowo i przeciwwirusowo.

Hepatotoksyczność odnosi się do dysfunkcji wątroby lub uszkodzeń związanych z narażeniem na leki lub substancje obce dla organizmu. Stłuszczenie to stłuszczeniowa choroba wątroby. Cholestaza to przerwanie przepływu żółci do dwunastnicy. Zwłóknienie wątroby to przesadna naprawa chronicznie uszkodzonych tkanek.

Rysunek ludzkiej wątroby. Autor: VSRao. Źródło: Pixabay.

Kwas elagowy hamuje wywołane alkoholem uszkodzenia komórek wątroby, zwiększając poziom przeciwutleniaczy, eliminując wolne rodniki i stabilizując błony komórkowe.

Zmniejsza poziom lipidów w krwiobiegu, zapobiegając ich peroksydacji. Zmniejsza poziom cholesterolu w osoczu. Hamuje aktywność proteazy w wirusach patogennych wątroby, zapobiegając ich proliferacji.

Ochrona przed chorobą Alzheimera

Wywiera działanie neuroprotekcyjne, łagodząc objawy choroby Alzheimera spowodowane odkładaniem się w mózgu końcowych produktów zaawansowanej glikacji, będącej reakcją cukrów i białek prowadzącą do starzenia się komórek.

Przeciw cukrzycy

Działa na komórki β trzustki, stymulując wydzielanie insuliny i zmniejszając nietolerancję glukozy.

Przeciw rakowi pęcherzyka żółciowego

Kwas elagowy działa przeciwproliferacyjnie na komórki rakowe raka pęcherzyka żółciowego. Hamuje inwazję guza i chemotaksję, czyli reakcję komórek na substancje chemiczne.

Znacząco zmniejsza tempo wzrostu guza, jego naciekanie oraz angiogenezę lub tworzenie się naczyń krwionośnych związanych z guzem.

Dlatego uważa się, że ma on potencjał jako terapia wspomagająca w leczeniu raka pęcherzyka żółciowego.

Działa synergistycznie na białaczkę

Kwas elagowy działa synergistycznie z niektórymi flawonoidami, takimi jak kwercetyna, obecnymi w owocach i warzywach, hamując wzrost komórek i promując apoptozę w komórkach białaczkowych.

Synergia to zjawisko, które w tym przypadku oznacza, że ​​efekt wytwarzany razem przez kilka związków chemicznych jest większy niż wynik sumy indywidualnej.

Efekt ten zwiększa się jeszcze bardziej w obecności resweratrolu, innego polifenolu obecnego w wielu roślinach, owocach i warzywach.

Kwas elagowy jest jednym z najsilniejszych fitochemikaliów występujących w owocach granatu, ale niektóre badania wskazują, że nie jest tak silny jak sam granat, ponieważ w całym owocu znajduje się szereg związków chemicznych, które działają synergistycznie z kwasem elagowym jako przeciwnowotworowym i przeciwutleniającym.

Potencjał przeciwko chorobie Parkinsona

Niektórzy badacze odkryli, że kwas elagowy chroni komórki przed niektórymi mechanizmami prowadzącymi do ich degeneracji.

Eliminuje rodniki NO _x (biorące udział w powstawaniu choroby Parkinsona), zmniejsza mechanizm powstawania reaktywnych form tlenu i reaktywnych form azotu oraz nadaje właściwości przeciwapoptozowe.

W ten sposób wywiera działanie neuroprotekcyjne. Może również wiązać się z albuminą surowicy ludzkiej.

Wyniki te wskazują, że kwas elagowy może zapewnić wsparcie w przezwyciężaniu choroby Parkinsona poprzez podejście profilaktyczne lub zapobieganie chorobom.

W zapobieganiu zapaleniom żołądka i wrzodom żołądka

Kwas elagowy obecny w dojrzałej whisky został eksperymentalnie określony jako zapobiegający zapaleniu żołądka wywołanemu alkoholem. Ma działanie ochronne na żołądek przed urazami żołądka.

Kwas elagowy jest przenoszony z drewna w beczkach do napojów alkoholowych podczas ich dojrzewania w beczkach. Autor: Skeeze. Źródło: Pixabay.

Ponadto badanie wykazało, że chroni organizm przed toksycznością alkoholu, redukując niektóre enzymy i zwiększając mechanizm antyoksydacyjny.

Wydaje się, że jego działanie jest wieloczynnikowe w leczeniu wrzodów żołądka. To sprawia, że ​​jest to dobry kandydat do opracowania uniwersalnego leku przeciwwrzodowego.

Wady jego doustnego podawania i jak można je rozwiązać

Chociaż kwas elagowy wykazuje dobrą aktywność przeciwutleniającą, ma problemy z rozpuszczalnością w środowisku wodnym, a zatem wykazuje niską biodostępność po podaniu doustnym.

Jest bardzo słabo wchłaniany i jest szybko usuwany z organizmu, co ogranicza jego potencjał jako przeciwutleniacza ze względu na niezdolność do osiągnięcia odpowiednich stężeń w tkankach.

Jego niską biodostępność przypisuje się kilku czynnikom: (1) słabej rozpuszczalności w wodzie, (2) jest metabolizowany przez mikroorganizmy w przewodzie pokarmowym, (3) jest szybko usuwany z organizmu ze względu na krótki okres półtrwania w osoczu, ( 4) wiąże się nieodwracalnie z komórkowym DNA i białkami.

Stwierdzono jednak, że dostarczanie go w postaci kompleksu z fosfolipidami zwiększa jego biodostępność i działanie przeciwutleniające. Kompleks fosfolipidów ma lepszą skuteczność odżywczą przez dłuższy czas niż sam kwas elagowy.

Metabolity kwasu elagowego

Po spożyciu pokarmów bogatych w elagitaniny w przewodzie pokarmowym są one hydrolizowane do kwasu elagowego przez bakterie wytwarzające enzym tanazę.

Pierścienie laktonowe kwasu elagowego otwierają się, następnie w wyniku reakcji enzymatycznych następuje dekarboksylacja, a następnie dehydroksylacja, a dzięki pewnym bakteriom w okrężnicy powstają różne urolityny. Ostatecznie otrzymuje się urolitynę A i B.

Urolitin A, metabolit powstający w wyniku działania bakterii jelitowych na kwas elagowy. Autor: Kopiersperre. Źródło: opracowanie własne. Źródło: Wikimedia Commons.

Urolitin B, inny metabolit wytwarzany przez mikroorganizmy w okrężnicy z kwasu elagowego. Autor: Kopiersperre. Źródło: opracowanie własne. Źródło: Wikimedia Commons.

Te metabolity są wchłaniane w jelicie i docierają do osocza krwi.

Uważa się, że te urolityny mają działanie biologiczne antyestrogenne, przeciwstarzeniowe i przeciwzapalne. Stwierdzono również, że mają wpływ na czerniaka lub raka skóry, ponieważ hamują tworzenie melaniny i hamują aktywność enzymów sprzyjających czerniakowi.

Bibliografia

1. Lansky, EP (2006). Uważaj na granaty zawierające 40% kwas elagowy. J. Med. Food 9 (1) 2006, 119-122. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
2. Amerykańska Narodowa Biblioteka Medyczna. (2019). Kwas elagowy. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Derosa, G. i in. (2016). Kwas elagowy i jego rola w chorobach przewlekłych. Postępy w medycynie eksperymentalnej i biologii 2016; 928: 473-479. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
4. Wang, S.-T. et al. (2017). Anty-melanogenne działanie urolityny A i urolityny B, metabolitów okrężnicy kwasu elagowego, w komórkach czerniaka B16. J. Agric. Food Chem.2017, 65, 32, 6870-6876. Odzyskany z pubs.acs.org.
5. Tomas-Barberan, FA i Yang, X. (2019). Herbata jest ważnym źródłem elagitanin i kwasu elagowego w pożywieniu. J. Agric. Food Chem.2019, 67, 19, 5394-5404. Odzyskany z pubs.acs.org.C
6. Ceci, C. i in. (2016). Kwas elagowy hamuje inwazyjność raka pęcherza i wzrost guza in vivo. Nutrients 2016, 8 (11), 744. Pobrane z ncbi.nlm.nih.gov.
7. Kabiraj, P. i in. (2014) Ellagic Acid Mitigates SON-PDI Induced Aggregation of Parkinson Biomarkers. ACS Chemical Neroscience 2014, 5, 12, 1209-1220. Odzyskany z pubs.acs.org.
8. Selhorst e Silva Beserra, AM i in. (2011). Mechanizmy gastroprotekcyjne i leczące wrzody wywołane kwasem elagowym u szczurów doświadczalnych. J. Agric. Food Chem.2011, 59, 13, 6957-6965. Odzyskany z pubs.acs.org.
9. Murugan, V. i in. (2009) Zwiększona biodostępność doustna i profil antyoksydacyjny kwasu elagowego przez fosfolipidy. J. Agric. Food Chem.2009, 57, 11, 4559-4565. Odzyskany z pubs.acs.org.
10. Lee, J.-H. i Talcott, ST (2004). Dojrzałość owoców i ekstrakcja soku wpływają na pochodne kwasu elagowego i inne przeciwutleniacze polifenolowe w winogronach musadine. J. Agric. Food Chem.2004, 52 (2): 361-6. Odzyskany z ncbi.nlm.nih.gov.
11. Ren, Y. i in. (2012). Synteza i aktywność przeciwnowotworowa nadoctanu kwasu elagowego. ACS Medicinal Chemistry Letters 2012, 3, 631-636. Odzyskany z pubs.acs.org.